一種紙幣識別系統的設計
遼寧鞍山科技大學電子與信息工程學院(114044) 儲茂祥 鞏榮芬 吳慶洪
 
　　摘　要：介紹了一種紙幣識別系統的硬件設計和對應的識別方法。在硬件設計上,將高速數字信號處理(DSP)技術與復雜可編程邏輯器件(CPLD)和線陣型圖像傳感器(CCD)相結合;在識別方法上,應用圖像處理技術與改進的SOFM神經網絡方法識別紙幣。實驗證明,此系統達到了高速、實時、識別率高的要求。
　　關鍵詞：DSP CCD 圖像處理 SOFM網絡

　　紙幣清分是銀行的一項重要業務。 目前,國內很多銀行使用的紙幣清分機都是由國外進口的,價格昂貴。國產紙幣清分機很少,而且功能都很有限,很難滿足高速實時性的要求,尤其是能夠用圖像處理的方法來識別紙幣的紙幣清分機還剛剛起步。
　　為此,設計了一種紙幣識別系統。該系統以DSP為核心處理器,結合圖像傳感器CCD和復雜可編程邏輯器件CPLD,并輔以高性能的模/數轉換器AD9200,進行紙幣圖像的采集、處理。該系統主要針對人民幣第四版和第五版的5元、10元、20元、50元、100元九種紙幣進行識別,利用數字圖像處理技術和改進的自組織映射神經網絡(SOFM)提取紙幣圖像的長度、寬度、方向塊特征,區分紙幣的面值、正反面與正反向。最終完成的系統能達到較高的識別速度和識別率。
1 硬件設計
　　識別系統的總體硬件結構如圖1所示。人民幣的圖像首先通過傳感器CCD掃描后得到光電轉換信號,并經過AMP的三倍放大;然后將放大的模擬信號經過模數轉換器AD9200轉換成為標準的數字信號,送入到CPLD緩存;最后通過EDMA通道輸入到DSP的RAM中,在DSP中進行圖像的處理和識別。整個系統的信號邏輯時序由CPLD來控制。 另外,還有一些輔助環節,如紙幣輸入輸出裝置、用戶檢測裝置、復位裝置等。
 

圖1 識別系統的總體硬件結構框圖

　　紙幣圖像的采集由CCD與A/D轉換器組成。本系統采用線陣型CCD[1],它的采樣速度較快、電路設計比較簡單、體積小、時序也易于實現。根據系統對采集速度的要求,設置橫向分辨率為4像素/毫米,共采集800個像素點;縱向的分辨率為1像素 /毫米。每張圖像的高度不超過76毫米,兩張紙幣之間還有一定的間隔,實際采集100列。這樣,每張圖像的像素為800